Приложение Е (обязательное). Определение длительности процесса и расхода газа на отогрев внутреннего сосуда криогенного бака

Приложение Е
(обязательное)

Определение длительности
процесса и расхода газа на отогрев внутреннего сосуда криогенного бака

Длительность отогрева внутреннего сосуда БКТ при постоянном значении расхода греющего газа вычисляют по формуле

,

(E.1)

где - время отогрева, с;

- масса стенки внутреннего сосуда, кг;

- теплоемкость материала стенки сосуда, Дж/;

- температура газа, поступающего на отогрев, К;

, - начальная и конечная температуры стенки при отогреве, К;

G - расход газа, кг/с;

- изобарная теплоемкость газа, Дж/;

- коэффициент теплоотдачи от стенки к газу, , значения которого при естественной конвекции представлены на рисунке Е.1;

- поверхность внутреннего сосуда, .

"Рисунок Е.1 - Значения коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции для метана"

Общий расход греющего газа на отогрев сосуда , кг, вычисляют по формуле

.

(Е.2)

Пример - Расчет длительности отогрева и расхода природного газа на отогрев БКТ объемом 290 л, если масса внутреннего сосуда 95 кг, поверхность внутреннего сосуда 2,9 , материал сосуда сталь 12Х18Н9Т с теплоемкостью 300 Дж/(), начальная температура сосуда 120 К, температура газа для отогрева 320 К, расход газа на отогрев 0,003 кг/с, давление газа в сосуде в процессе отогрева поддерживается на уровне 0,1 МПа.

Из рисунка Е.1 определяем значение коэффициента теплоотдачи = 13,6 Вт/ К.

По формуле (Е.1) вычисляем

с.

Количество газа на отогрев вычисляем по формуле (Е.2)

кг.

Таким образом, криогенный топливный бак можно отогреть примерно за 2 ч. Количество метана на отогрев составит 20,4 кг или около 5 баллонов объемом 40 л каждый с давлением 15 МПа.